RU2031519C1

RU2031519C1 - Line motor

Info

Publication number: RU2031519C1
Authority: RU
Inventors: Владимир Николаевич Гурницкий; Николай Владимирович Шаманов
Original assignee: Владимир Николаевич Гурницкий; Николай Владимирович Шаманов
Priority date: 1992-03-02
Filing date: 1992-03-02
Publication date: 1995-03-20

Abstract

FIELD: electrical engineering. SUBSTANCE: line motor has dielectric frame of coil and magnetic core manufactured from round ferromagnetic rods positioned over external perimeter of motor. Armature of motor is composed of ferromagnetic and nonmagnetic parts. On both sides armature is coupled to funnel-shaped springs which rest against frame of coil. Flag of limit switch is located on armature on working side. Limit switch and mechanical positioner which presents movement limiter produced from polymer material are anchored at definite distances from motor. Working element, in given case sewing, is directly coupled to armature. EFFECT: improved operational reliability. 1 dwg

Description

Изобретение относится к электротехнике, в частности к электродвигателям, в которых якорь перемещается по некоторой прямой вследствие взаимодействия с магнитным потоком, и может быть использовано для привода рабочих органов, например в швейных машинах. The invention relates to electrical engineering, in particular to electric motors in which the armature moves in a certain straight line due to interaction with the magnetic flux, and can be used to drive working bodies, for example, in sewing machines.

Известен линейный электродвигатель, содержащий статор с силовыми катушками, якорь и ферромагнитные стаканы с коммутационными обмотками по торцам [1]. Known linear electric motor containing a stator with power coils, an anchor and ferromagnetic glasses with switching windings at the ends [1].

В качестве прототипа выбран линейный электродвигатель, содержащий магнитопровод, намагничивающие катушки и якорь со штоком, поджатые конусообразными пружинами [2]. As a prototype, a linear electric motor containing a magnetic circuit, magnetizing coils and an anchor with a rod, preloaded by conical springs [2], was selected.

Оба электродвигателя не позволяют плавно позиционировать якорь в пределах рабочего хода при возможности совершения им колебательных движений и имеют повышенные потери энергии. Both electric motors do not allow smoothly positioning the armature within the working stroke when it is possible to perform oscillatory movements and have increased energy losses.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей и снижение потерь энергии в двигателе. The purpose of the invention is the expansion of functionality and reduction of energy loss in the engine.

На чертеже изображен линейный двигатель, общий вид. The drawing shows a linear motor, General view.

Электродвигатель содержит статор - диэлектрический каркас 1, катушку 2, магнитопровод, выполненный из ферромагнитных стержней 3, расположенных по периферии катушки 2 и внутри диэлектрического каркаса 1. Якорь двигателя состоит из короткой магнитной части 4 и длинной немагнитной части 5, определяющей величину его максимального хода. С двух сторон якорь соединен с воронкообразными пружинами 6, которые своими основаниями опираются на каркас 1. С рабочей стороны на якоре расположен флажок 7 конечного выключателя 8. Конечный выключатель 8 и позиционер 9, который представляет собой механический ограничитель хода якоря, крепятся на некотором расстоянии вдоль оси двигателя от каркаса 1. Рабочий орган 10, в данном случае швейная игла, соединена непосредственно с якорем. The electric motor contains a stator - a dielectric frame 1, a coil 2, a magnetic circuit made of ferromagnetic rods 3 located on the periphery of the coil 2 and inside the dielectric frame 1. The motor armature consists of a short magnetic part 4 and a long non-magnetic part 5, which determines the magnitude of its maximum stroke. On both sides, the anchor is connected to funnel-shaped springs 6, which rest on the frame 1 with their bases. On the working side, the flag 7 of the limit switch 8 is located on the anchor. The limit switch 8 and positioner 9, which is a mechanical limiter of the armature travel, are fixed at some distance along axis of the engine from the frame 1. The working body 10, in this case, a sewing needle, is connected directly to the anchor.

Линейный электродвигатель работает следующим образом. Linear motor operates as follows.

Исходное положение якоря определяется величиной неизменяющегося тока, подаваемого в катушку 2 двигателя, а также величиной механической нагрузки на якоре. При токе катушки 2, равном нулю, якорь отжимается пружинами 6 и занимает крайнее положение. Для работы двигателя в его катушку 2 подают номинальный ток. Позиционер 9 обеспечивает высокую точность рабочего положения якоря, а при совмещении флажка 7 с конечным выключателем 8 последний подает команду в блок управления двигателем на прекращение протекания тока. За время с момента прекращения тока в катушке 2 до момента достижения им номинальной величины якорь отбрасывается пружинами 6 в крайнее положение. Рабочий ход якоря определяется расстоянием между конечным выключателем 8 и флажком 7, когда якорь находится в крайнем положении. При изменении силы нагрузки будет изменяться частота колебаний якоря двигателя, но величина рабочего хода благодаря конечному выключателю 8 и позиционеру 9 будет оставаться постоянной. При работе двигателя на повышенных частотах механических колебаний якоря конструкция магнитопровода обеспечивает значительное снижение потерь на вихревые токи, так как практически исключается электрический путь для их прохождения. The initial position of the armature is determined by the value of the unchanging current supplied to the motor coil 2, as well as the value of the mechanical load on the armature. When the coil current 2 is equal to zero, the anchor is pressed by the springs 6 and occupies the extreme position. For the operation of the engine, a rated current is supplied to its coil 2. Positioner 9 provides high accuracy of the working position of the armature, and when combining flag 7 with the limit switch 8, the latter sends a command to the engine control unit to stop the flow of current. During the time from the termination of the current in the coil 2 to the moment it reaches the nominal value, the armature is thrown by the springs 6 to the extreme position. The working stroke of the armature is determined by the distance between the limit switch 8 and the flag 7, when the armature is in the extreme position. When the load force changes, the oscillation frequency of the engine armature will change, but the stroke due to the limit switch 8 and positioner 9 will remain constant. When the engine is operating at higher frequencies of mechanical vibrations of the armature, the design of the magnetic circuit provides a significant reduction in eddy current losses, since the electrical path for their passage is practically eliminated.

Благодаря центрирующим усилиям пружин 6, которые соединяются якорем, практически исключается механический контакт между статором и якорем. Таким образом, воронкообразные пружины 6 здесь выполняют функцию подшипникового узла, а потери энергии на трение оказываются минимальными. Due to the centering forces of the springs 6, which are connected by an armature, mechanical contact between the stator and the armature is virtually eliminated. Thus, the funnel-shaped springs 6 here serve as a bearing assembly, and the friction energy loss is minimal.

Отличительными конструктивными признаками предлагаемого электродвигателя является то, что диэлектрический каркас намагничивающей катушки по периферии в радиальных направлениях содержит ферромагнитные стержни и является опорой для воронкообразных пружин, соединенных якорем, который имеет короткую ферромагнитную и длинную немагнитную части. Указанные конструктивные отличия обусловливают обеспечение устойчивой работы в режиме колебательных перемещений якоря при простоте конструкции двигателя и блока управления, основной функцией которого является прерывание подаваемого на катушку постоянного напряжения по командам от конечного выключателя; плавное регулирование положения якоря во всем диапазоне его рабочего хода путем плавного изменения тока в катушке двигателя; существенное снижение потерь энергии на вихревые токи и на трение. Distinctive design features of the proposed electric motor is that the dielectric frame of the magnetizing coil on the periphery in the radial directions contains ferromagnetic rods and is a support for funnel-shaped springs connected by an anchor, which has a short ferromagnetic and long non-magnetic part. These design differences determine the stable operation in the mode of oscillatory movements of the armature with the simplicity of the design of the engine and control unit, the main function of which is to interrupt the DC voltage supplied to the coil by commands from the limit switch; smooth regulation of the position of the armature in the entire range of its stroke by smoothly changing the current in the motor coil; a significant reduction in energy losses due to eddy currents and friction.

Использование линейного электродвигателя позволяет получать экономический эффект, обусловленный уменьшением потерь энергии и расширением функциональных возможностей. Using a linear electric motor allows you to get an economic effect due to the reduction of energy losses and the expansion of functionality.

Claims

A LINEAR ELECTRIC MOTOR containing a stator, consisting of a magnetic circuit and a magnetizing coil on the sleeve, a ferromagnetic armature with a rod, at the ends of which are conical springs based on the ends of the stator, characterized in that the magnetizing coil sleeve is made in the form of a dielectric frame with flanges for supporting conical springs, and the stator magnetic circuit is made in the form of ferromagnetic rods parallel to the armature and fixed in the flanges of the dielectric frame along its periphery, The rod and rod are made in the form of a rod, the ferromagnetic part of which is longer than its non-magnetic part.